水稻摆栽机关键零部件可靠性稳健设计研究

摘要

质量是农机装备市场竞争力的一个重要考量因素。农机装备的工况条件复杂、工作环境恶劣使得对其可靠性的要求格外重要，近年来的市场调研反馈显示，大部分农机装备的零部件易损、可靠性差，加之从事农业的技术服务人员较少，售后的维修服务周期较长，农机装备的使用体验度较差，制约和影响了农机销售和推广。由此可见，农机产品的可靠度对顾客衡量其产品好坏起到关键性的作用，提高农机产品的可靠性势在必行。质量是设计出来的这一观点已经被普遍接受，传统的农业装备设计方法比较粗犷，其忽略了设计参数的随机性和离散性，大多沿用安全系数这一思想，使得产品笨重、可靠性程度低。本文在总结了国内外结构可靠性研究现状基础上，结合国家自然科学基金项目(51305152)，选取水稻摆栽机为研究对象，对其关键零部件提取，进行可靠性稳健设计研究。
　　本文将产品质量特性、质量损失贯穿始终。首先，运用质量功能配置和公理设计等方法，通过对顾客需求的模糊性分析，将顾客需求融入技术人员的设计语言中，结合模糊回归理论提取水稻摆栽机零部件关键质量特性;然后，将确立的关键零部件（拨盘轴）的设计参数进行可靠性优化设计建模，运用改进的粒子群算法对其优化求解;其次，进一步考虑设计参数和噪声因素的变差影响，将产品成本、质量损失的最小化作为目标函数，可靠度作为约束条件，综合物理规划和容差模型对关键零部件（压杆）建立结构可靠性稳健设计模型，该方法利用容差模型两步法通过获取目标函数一般优化解指导物理规划构建偏好函数，使得模型确立更加符合工程实际，减少了计算量;最后，运用小生境粒子群算法对压杆可靠性稳健模型进行寻优求解，算法运算时间短、效率高，所得优化结果精度较高。通过详细介绍水稻摆栽机关键零部件的提取过程，并以拨盘轴和压杆分别进行可靠性优化和可靠性稳健设计分析，验证了所提方法和理论的正确性，对实际工程应用具有很好的指导作用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题研究背景及意义

1．3 农机装备质量发展概述

1．4 可靠性稳健设计研究现状

1．5 智能算法在可靠性稳健设计中的研究现状

1．6 本文的研究内容及技术路线

1．7 本章小结

2 质量特性和可靠性基本理论

2．1 质量特性概述

2．1．1 质量的定义

2．1．2 质量特性演化与分类

2．1．3 设计质量概述

2．1．4 设计质量控制技术

2．2 可靠性基本理论

2．2．1 可靠性的基本概念

2．2．2 可靠性的基本假设

2．2．3 可靠度的数值计算方法

2．3 本章小结

3 基于关键质量特性的水稻摆栽机拨盘轴可靠性优化设计

3．1 引言

3．2 关键质量特性的提取模型

3．2．1 模糊回归理论在QFD规划模型的应用

3．2．2 模糊QFD与公理设计集成模型

3．3 零部件可靠性优化设计

3．3．1 优化模型的建立

3．3．2 改进的粒子群算法

3．4 水稻摆栽机拨盘轴的可靠性优化设计

3．4．1 水稻摆栽机零部件关键质量特性提取

3．4．2 拨盘轴可靠性优化设计

3．5 本章小结

4 基于物理规划法的水稻摆栽机压杆可靠性稳健设计

4．1 引言

4．2 基于物理规划和容差模型建模思路

4．2．1 物理规划法

4．2．2 稳健设计的容差模型

4．2．3 物理规划法与容差模型建模思路

4．3 小生境粒子群算法

4．4 水稻摆栽机压杆稳定算例

4．5 本章小结

5 总结与展望

5．1 论文总结与创新点

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的主要科研成果